Расчет электрической цепи постоянного и переменного тока

Математика
Векторная алгебра
Сложные и обратные функции
Непрерывность функции
Правило Лопиталя
Исследование функций с помощью производной
Школьная контрольная
Аналитическая геометрия
Примеры решения задач по математике
Примеры вычисления интегралов
Определённые интегралы
Вычисление площадей
Изменить порядок интегрирования
Вычислить криволинейный интеграл
Неопределённый интеграл
Метод интегрирования по частям
Метод замены переменной
Электротехника
Расчет электрической цепи
Курсовой расчет
Закон Ома
Второй закон Кирхгофа
Векторная диаграмма
Резонанс токов
Метод контурных токов
Метод узловых потенциалов
Метод эквивалентного генератора
Трехфазные цепи
Режимы работы трехфазных цепей
Мощность трехфазных цепей
ЭДС взаимоиндукции
Несинусоидальные токи
Физика
Примеры решения задач
Проектирование электронных устройств
Курсовая по электронике
Типовые задачи по электронике
Курс лекций по строительной механике
Расчёт стержневых конструкций
Расчет распорных систем
Определение напряжений в сечениях арки
Правило П. Верещагина
Линии влияния опорных моментов
Основы динамики стержневых систем
Расчет плоской рамы на устойчивость
Устойчивость стержневых систем
Энергетика
Атомная энергетика
Быстрый реактор БРЕСТ
Активная зона реактора
Канал нормального и аварийного расхолаживания
Конструкция активной зоны
Энергосбережение
Сопротивление материалов
Испытание различных материалов
Определение деформаций
Расчет на жесткость
Расчет на прочность
Условие прочности при изгибе
Композиционные материалы
Изготовление литейных форм
Горячая объемная штамповка
Графика
Машиностроительное черчение
Графический редактор КОМПАС
Экзаменационные билеты черчению
Дизайн
Школы художественного конструирования
Советский дизайн
Эль Лисицкий
Формообразование в дизайне
Понятие "фирменный стиль"
Арт Нуво
Строгановское художественно-промышленное училище
Ленинградское высшее художественно-промышленное училище им. Мухиной.
Футуристическая живопись
Постиндустриальное общество
Ландшафтный дизайн сада
Проект сада
Обследование участка
асимметрия.
«Минималистский сад», сад стиле «Хаи-тэк»
Плодовый и декоративный сад
Основные графические приемы выполнения чертежей
Графическое изображение водоемов
Проведем анализ нескольких проектов ландшафтного дизайна сада
Задание на проектирование
Участок угловой формы
АЛЬПИЙСКАЯ ГОРКА
Информатика
Информационно-вычислительные системы и сети
Стек TCP/IP
Обзор сетевых операционных систем
Теоретическая кибернетика
Традиционная схема моделирования
Моделирование биномиальных распределений
Задачи теории массового обслуживания
Простейшие системы массового обслуживания
Варианты курсовых работ
Туризм
В отпуск по Скандинавским странам
История государства Российского

Электрической цепью называют совокупность соединённых друг с другом источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток.

На рисунке 1.1, б дан пример параллельного соединения потребителей. При этом на всех элементах, включённых параллельно, действует одно напряжение, а токи в этих элементах обратно пропорциональны их сопротивлениям.

Электрические цепи могут быть простыми и сложными.

Основные законы электрических цепей.

Закон Джоуля–Ленца позволяет определить количество тепловой энергии, которая выделяется на сопротивлении r при протекании по нему электрического тока.

Расчет простых цепей постоянного тока.

Упрощение исходной цепи можно также осуществить заменой элементов, соединённых звездой, схемой, в которой потребители соеднены треугольником.

Расчёт разветвлённой электрической цепи постоянного тока Для заданной цепи постоянного тока, изображённой на рисунке 1. 7, 3< определить токи ветвей .

Расчет сложных цепей постоянного тока В ходе расчёта сложной цепи необходимо определить некоторые электрические параметры (в первую очередь токи и напряжения на элементах) на основе исходных величин, заданных в условии задачи.

Расчёт сложной цепи с помощью законов Кирхгофа.

Логические элементы на рыле и переключателях. Резисторно-транзисторная логика (РТЛ) Построение первых вычислительных систем на базе логических элементов промышленно было освоено в середине сороковых годов прошлого столетия. Они строились в полном соответствии с основными законами Булевой алгебры, где в качестве переключаемых устройств были задействованы рыле и переключатели.

Однофазный асинхронный двигатель – двигатель, на статоре которого однофазная обмотка, а на роторе – короткозамкнутая обмотка. Однофазный ток статора создает пульсирующий магнитный поток, изменяющий свое направление с частотой напряжения сети. Этот поток все время направлен по осевой линии полюсов и изменяется во времени по синусоидальному закону.

Расчёт сложной цепи методом контурных токов В цепи, и зображённой на рисунке 1. 4, рассчитать все токи методом контурных токов Параметры цепи: Е1 = 24 В, Е2 = 12 В, r1 = r2 = 4 Ом, r3 = 1 Ом, r4 = 3 Ом.

Метод межузлового напряжения Метод межузлового напряжения даёт возможность весьма просто, без решения систем уравнений, провести анализ и расчёт электрической цепи, содержащей несколько параллельно соединённых активных и пассивных ветвей, включённых между двумя узлами, например, между а и с на рисунке 1.4.

Расчёт сложной цепи методом межузлового напряжения Для цепи, и зображённой на рисунке 1. >4, рассчитать все токи методом межузлового напряжения

Параметры цепи: Е1 = 24 В, Е2 = 12 В, r1 = r2 = 4 Ом, r3 = 1 Ом, r4 = 3 Ом.

Для проверки правильности расчетов необходимо составить баланс мощностей.

Построение потенциальной диаграммы электрической цепи.

токов в цепи изображенной на рисунке 2 методом узловых напряжений начинаем с обозначения двух узлов цепи буквами а и с.

Потенциальную диаграмму строим для первого контура цепи, схема которой изображена на рисунке 1. 4. ,В рассматриваемый контур в который входят два источника питания  и , а также два потребителя энергии r 1 , r 2 .

Электрические цепи переменного тока Основные понятия об однофазном переменном токе.

Индуктивность есть коэффициент пропорциональности между потоко-сцеплением и током.

Количество электрической энергии, превращающейся в потребителе в другой вид энергии, зависит от средней мощности P за период переменного тока, которая называется активной мощностью, измеряется в ваттами ваттах (Вт) и может быть определена из выражения

. (2.11)

При параллельном соединении двух и более ветвей с различным типом реактивного сопротивления может возникать резонанс токов.

Расчёт цепей переменного тока В цепях переменного тока изменение во времени питающего напряжения влечёт за собой изменение тока, а также магнитного и электрического полей, связанных с цепью.

Модуль комплексного числа , (2.21) аргумент этого числа, (2.22) . Складывать эти числа необходимо в алгебраической форме записи.

Для определения полной мощности на участке или во всей цепи используется выражение вида , (2.27).

Требуется определить токи ветвей, показания всех приборов, составить баланс мощностей.

По аналогии с цепью постоянного тока осуществляем эквивалентные преобразования для цепи на рисунке 2.3.

Если разветвленный участок имеет только две ветви, включенные параллельно, то токи в ветвях после разветвления можно определять без расчета U ab, используя формулу разброса.

Реактивную мощность потребителей определяют как произведение квадрата тока реактивного элемента на его сопротивление.

Особенности трехфазных цепей Трехфазная цепь переменного тока состоит из трехфазного источника питания, трехфазного потребителя и проводников линии связи между ними.

Расчёт трёхфазных цепей Алгоритм анализа трёхфазной цепи зависит от схемы соединения нагрузки, исходных параметров и цели расчёта.

Расчет трехфазной цепи при соединении потребителей звездой.

Комплексные сопротивления фаз различны, следовательно, нагрузка несимметричная.

Расчёт трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником.

Для определения линейных токов используем первый закон Кирхгофа для точек a, в, c схемы на рисунке 2.10

Нелинейные электрические цепи Нелинейные электрические цепи постоянного тока.

Графический метод расчета неразветвлённой цепи с нелинейными элементами.

Расчёт нелинейной цепи при параллельном соединении элементов Необходимо определить, какие токи проходят в параллельных ветвях, содержащих нелинейные элементы r1 и r2 (рисунок 3.6, а), если ток Iвх = 0,92 А Аналогично предыдущему пункту рассмотрим расчет нелинейной цепи постоянного тока со смешанным соединением элементов на конкретном примере.

В данном примере рассмотрен наиболее общий случай, когда все элементы цепи нелинейные. Если в задаче один или два элемента линейные, то ход решения не меняется, отличие будет лишь в том, что при первоначальном вычерчивании соответствующие ВАХ будут прямолинейными.

Магнитные цепи Основные понятия о магнитных цепях.

По виду магнитные цепи делятся на неразветвлённые и разветвлённые, а по структуре на однородные и неоднородные.

Определение магнитодвижущей силы цепи Для определения магнитодвижущей силы цепи при заданном значении индукции (решение прямой задачи) широко применяется метод, базирующийся на законе полного тока.

Определение магнитной индукции в заданном сечении Из-за нелинейности магнитной цепи выражения (4.1)–(4.6) нельзя использовать для непосредственного определения магнитной индукции на участке по заданной величине магнитодвижущей силы (обратная задача).

Трансформаторы Основные понятия о трансформаторах.

Полный поток, сцеплённый с первичной обмоткой, Ф1 = Ф + Фσ1. (5.1).

При наличии тока во вторичной обмотке поток взаимоиндукции Ф создаётся действием намагничивающих сил F1 и F2, где F1 = w1I1, a F2 = w2I2.

ЭДС Eσ1 пропорциональна магнитному потоку Ф σ1, а ЭДС E σ2 – потоку Ф σ2.

Приведенный трансформатор и его схема замещения В реальном трансформаторе числа витков w1 ≠ w2 , поэтому Е1 ≠ Е2 , I1 ≠ I2 и, как следствие, различны активные r1, r2 и реактивные x1, x2 сопротивления обмоток.

В реальных трансформаторах между первичной и вторичной обмотками существует магнитная связь.

Режимы работы трансформатора В зависимости от величины сопротивления нагрузки трансформатор может работать в трех режимах:1 Холостой ход при сопротивлении нагрузки zн = ∞. 2 Короткое замыкание при zн = 0. 3 Нагрузочный режим при 0 < zн < ∞.

Для определения напряжения короткого замыкания, потерь в обмотках и сопротивлений rк и xк проводят опыт короткого замыкания.

В трансформаторе имеются два вида потерь: магнитные потери, вызванные прохождением магнитного потока по магнитопроводу, и электрические потери, возникающие при протекании тока по обмоткам.

Расчёт параметров трёхфазного трансформатора Трёхфазный трансформатор имеет следующие данные: номинальная мощность Sн = 63000 ВА, номинальные напряжения U1Н = 10000 B и U2Н = U20 = = 400 В, потери холостого хода P0 = 265 Вт, потери короткого замыкания PКН = 1280 Вт, напряжение короткого замыкания uк составляет 5,5 % от номинального значения, ток холостого хода i0 cоставляет 2,8 % от номинальной величины.

Абсолютное значение фазного напряжения короткого замыкания.

Асинхронные двигатели Принцип действия асинхронного двигателя.

Асинхронная машина при неподвижном роторе.

Физическая сущность явлений при коротком замыкании асинхронной машины принципиально та же, что и в трансформаторе.

Работа асинхронной машины при вращающемся роторе В статорной обмотке при переходе от неподвижного ротора к подвижному практически ничего не меняется, если U1 = const и f1 = const.

Вращающий момент асинхронного двигателя Если считать, что двигатель работает в установившемся режиме, т. е. при n = const, то в этом случае, по условию равновесия моментов,M = M0 + M2, где M – вращающий момент, развиваемый двигателем;M0 и M2 – моменты сопротивления при холостом ходе двигателя и его нагрузки.

При пуске двигателя n = 0, s = +1, имеем пусковой момент МП.

Формула Клосса вместе с выражением для определения частоты вращения ротора n = n1(1 – s) позволяет получить механическую характеристику в виде зависимости n = f(M), которая представлена на рисунке 6.5.

Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя с короткозамкнутым ротором .

Механическую характеристику M = f(s) строим по уравнению Клосса (6.21), а для построения n = f(M) дополнительно используем зависимость n = n1(1 – s).

Выпрямители переменного тока Основные понятия о выпрямителях.

Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой.

Напряжение на нагрузке – несинусоидальное пульсирующее , состоит из полусинусоид вторичного напряжения трансформатора, следующих одна за другой.

Однофазная мостовая схема выпрямления Однофазная мостовая схема (рисунок 7.3) имеет структуру, аналогичную мосту Уитстона, в котором резисторы заменены диодами.

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя.

Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой Схема трёхфазного выпрямителя с нулевой точкой изображена на рисунке 7.5. Для её реализации необходимо наличие трёхфазного источника питания с нейтралью.

Напряжение на нагрузке состоит из отрезков синусоид длительностью 2π/3. Разложение такой периодической кривой в ряд Фурье имеет вид .

Трехфазная мостовая схема выпрямления Трёхфазная мостовая схема с неуправляемыми диодами приведена на рисунке 7.7.

Максимальное значение  тока диода в случае активной нагрузки . (7.39).

Фильтрация выпрямленного напряжения Напряжение, получаемое от выпрямителей, является не постоянным, а пульсирующим.

Из формул для сопротивления реактивных элементов следует, что с увеличением частоты тока сопротивление катушки индуктивности (дросселя) растёт, а конденсатора уменьшается.

 

Машиностроительное черчение, математика. Примеры решений контрольных и курсовых заданий